QUALITATIVE ANALYSIS OF DYNAMICAL BEHAVIOR FOR AN IMPERFECT INCOMPRESSIBLE NEO-HOOKEAN SPHERICAL SHELL

IntroductionIn applications, it is commonly considered that the phenomena of cavity formation,growth and run-through of adjacent cavities occur in materials as precursors to failure. Thesephenomena are mainly due to instability of materials. On the other …     

生长对超弹性球壳变形和稳定性的影响

应用连续介质力学有限变形理论建立受内压作用不可压超弹性球壳大变形 问题的力学模型, 且运用基于变形梯度张量极分解的弹性体积生长理论分析生长对不可压 超弹性球壳变形和稳定性的影响. 通过对球壳变形与内压关系式的数值计算得到不同生长 条件下球壳的变形曲线和应力分布曲线及由生长引起的残余变形和残余应力分布. 计算结果 表明生长对球壳变形特性有明显的影响, 生长影响球壳可产生不稳定变形的临界壁厚和临界 内压, 且在某些情况下可改变球壳的稳定性. 生长在球壳中可产生一定的残余变形和残余应 力, 对球壳中的应力分布有一定的影响. 另外当生长的程度足够大时, 即便没有外力作用, 球壳仅在生长引起的残余应力作用下也可产生不稳定变形.     

人体动脉瘤生成与破裂的力学分析

在大变形超弹性理论框架下研究了内压、轴向拉伸和扭转联合作用下人体动脉壁的力学响应,应用结构不稳定性理论对动脉瘤生成的可能性进行了解释,应用材料强度理论对动脉瘤破裂的可能性进行了分析.考虑动脉壁中残余应力和平滑肌主动作用的影响,用纤维加强各向异性不可压超弹性复合材料两层厚壁圆筒模型来模拟动脉壁的力学特性.给出了正常和几种非正常状态下动脉壁的变形曲线和应力分布.变形和稳定性分析结果表明该文模型可以模拟正常状态下动脉壁的均匀变形,还可以模拟在动脉壁中弹性蛋白纤维和胶原蛋白纤维强度降低的非正常状态下动脉瘤生成的可能性及动脉瘤的增长.应力和强度分析结果表明该文模型可以模拟当动脉瘤中的最大应力超过管壁的强度时动脉瘤破裂的可能性.     

第三型伯恩斯坦插值过程的双结点修正

In this work,the well-known problem put forward by S N Bernstein in 1930 is studied in a deep step.An operator is constructed by revising double interpolation nodes.It is proved that the operator converges to arbitrary continuous functions uniformly and the convergence order is the best.     

一类不可压广义neo-Hookean球体的空穴分岔问题的定性研究

研究了一类不可压的广义neo＿Hookean材料组成的球体的空穴分岔问题,该类材料可以看作是带有径向摄动的均匀各向同性不可压的neo＿Hookean材料,得到了球体内部空穴生成的条件·　与均匀各向同性的neo＿Hookean球体的情况相比,证明了当摄动参数属于某些区域时,从平凡解局部向左分岔的空穴分岔解上存在一个二次转向分岔点,空穴生成时的临界载荷会比无摄动的材料的临界载荷小·　用奇点理论证明了,空穴分岔方程在临界点附近等价于具有单边约束条件的正规形·　用最小势能原理分别讨论了空穴分岔解的稳定性和实际稳定的平衡状态·     

翻转后的不可压缩neo-Hookean圆柱管的有限变形

研究了由径向横观各向同性不可压缩的neo-Hookean材料组成的圆柱形管在翻转后的有限变形问题。利用材料的不可压缩条件和半逆解法对相应的数学模型进行求解，并根据边界条件得到了翻转后的圆柱形管的内半径以及轴向伸长率应满足的非线性方程组。通过数值算例讨论了材料参数和结构参数对翻转后圆柱形管的内半径以及轴向伸长率变化的影响。结果表明：初始厚度对翻转后圆柱形管的内半径与轴向伸长率没有本质上的影响；而径向各向异性参数却有本质上的影响，特别是在轴向伸长率方面。     

一类可压缩超弹性圆柱体轴线上的空穴现象

对于由一类均匀各向同性可压缩的广义Varga材料组成的实心圆柱体,研究其在给定的外表面拉伸和轴向拉伸或压缩共同作用下的轴对称变形问题.利用能量变分原理得到了问题的控制方程和边界条件,并求得了描述柱体径向对称变形的参数型解析解和描述圆柱体轴线上空穴生成和增长的空穴分岔解.给出了与泊松比和轴向伸长相关的径向临界伸长的表达式和空穴生成后的应力表达式;并通过数值算例讨论了这些参数对圆柱体轴线上空穴生成和增长、圆柱体的径向位移以及应力的集中和突变的影响,同时给出了相应的数值模拟.     

不可压缩层合橡胶圆管径向膨胀的稳定性分析

研究由两类不可压缩的橡胶材料组成的层合圆柱形管道,在内表面受到突加的径向压力作用时的膨胀机理.建立了问题的数学模型;利用材料的不可压缩条件、边界条件以及圆管的径向位移和径向应力的连续性条件将相应的控制方程约化为一个二阶非线性常微分方程,并得到了该方程的首次积分.给出了管道拟静态膨胀和动态膨胀的定性分析,特别地,结合数值算例讨论了材料参数、结构参数以及径向压力对管道径向膨胀和非线性周期振动的影响.     

动载荷下不可压缩超弹性球形薄膜的若干定性性质

对于由横观各向同性不可压缩的Rivlin-Saunders材料组成的球形薄膜,研究了薄膜的内、外表面在周期阶梯载荷作用下的轴对称变形的非线性动力学特性.通过令球形结构的厚度趋近于1,得到了近似描述薄膜径向对称运动的二阶非线性常微分方程.详细讨论了解的定性性质.特别地,给出了球形薄膜随时间的运动产生非线性周期振动的可控性条件,证明了在某些情形下周期振动的振幅会出现"∞"型同宿轨道以及周期振动的振幅会出现不连续增长现象,并给出了相应的数值模拟.     

Some qualitative properties of incompressible hyperelastic spherical membranes under dynamic loads

Some nonlinear dynamic properties of axisymmetric deformation are ex- amined for a spherical membrane composed of a transversely isotropic incompressible Rivlin-Saunders material. The membrane is subjected to periodic step loads at its inner and outer surfaces. A second-order nonlinear ordinary differential equation approximately describing radially symmetric motion of the membrane is obtained by setting the thick- ness of the spherical structure close to one. The qualitative properties of the solutions are discussed in detail. In particular, the conditions that control the nonlinear periodic oscillation of the spherical membrane are proposed. In certain cases, it is proved that the oscillating form of the spherical membrane would present a homoclinic orbit of type ＂∞＂, and the amplitude growth of the periodic oscillation is discontinuous. Numerical results are provided.